第二章(1电阻、2电容).ppt

应变片可分为金属应变片及半导体应变片两大类。前者可分成金属丝式、箔式、薄膜式三种。目前箔式应变片应用较多。金属丝式应变片使用最早，有纸基、胶基之分。由于金属丝式应变片蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式所取代的趋势。但其价格便宜，多用于应变、应力的大批量、一次性试验。 箔式应变片中的箔栅是金属箔通过光刻、腐蚀等工艺制成的。箔的材料多为电阻率高、热稳定性好的铜镍合金。箔式应变片与片基的接触面积大得多，散热条件较好，在长时间测量时的蠕变较小，一致性较好，适合于大批量生产。还可以对金属箔式应变片进行适当的热处理，使其线胀系数、电阻温度系数以及被粘贴的试件的线胀系数三者相互抵消，从而将温度影响减小到最小的程度，目前广泛用于各种应变式传感器中。 半导体应变片及金属丝式应变片的结构 半导体应变片外形 调节RP，最终可以使R1?/R2?=R4/R3（ R1?、R2?是R1、R2并联RP后的等效电阻），电桥趋于平衡，Uo被预调到零位，这一过程称为调零。图中的R5是用于减小调节范围的限流电阻。 全桥的温度补偿原理 应变片的粘贴： 1. 去污：采用手持砂轮工具除去构件表面的油污、漆、锈斑等，并用细纱布交叉打磨出细纹以增加粘贴力 ，用浸有酒精或丙酮的纱布片或脱脂棉球擦洗。 2.贴片：在应变片的表面和处理过的粘贴表面上，各涂一层均匀的粘贴胶 ，用镊子将应变片放上去，并调好位置，然后盖上塑料薄膜，用手指揉和滚压，排出下面的气泡 。 3.测量 ：从分开的端子处，预先用万用表测量应变片的电阻，发现端子折断和坏的应变片。 4.焊接： 将引线和端子用烙铁焊接起来，注意不要把端子扯断。 5.固定： 焊接后用胶布将引线和被测对象固定在一起，防止损坏引线和应变片。 应变效应的应用十分广泛。它可以测量应变应力、弯矩、扭矩、加速度、位移等物理量。电阻应变片的应用可分为两大类：第一类是将应变片粘贴于某些弹性体上，并将其接到测量转换电路，这样就构成测量各种物理量的专用应变式传感器。应变式传感器中，敏感元件一般为各种弹性体，传感元件就是应变片，测量转换电路一般为桥路；第二类是将应变片贴于被测试件上，然后将其接到应变仪上就可直接从应变仪上读取被测试件的应变量。 应变式力传感器 各种悬臂梁 各种悬臂梁 应变片在悬臂梁上的粘贴及变形 应变式荷重传感器的外形及应变片的粘贴位置 应变式荷重传感器外形及受力位置（续） 荷重传感器原理演示 荷重传感器上的应变片在重力作用下产生变形。轴向变短，径向变长。 图a是平板形直线位移式结构，其中极板1可以左右移动，称为动极板。极板2固定不动，称为定极板。图b是同心圆筒形变面积式传感器。外圆筒不动，内圆筒在外圆筒内作上、下直线运动。图c是一个角位移式的结构。极板2的轴由被测物体带动而旋转一个角位移? 度时，两极板的遮盖面积S就减小，因而电容量也随之减小。 （三）湿敏电容 利用具有很大吸湿性的绝缘材料作为电容传感器的介质，在其两侧面镀上多孔性电极。当相对湿度增大时，吸湿性介质吸收空气中的水蒸气，使两块电极之间的介质相对介电常数大为增加（水的相对介电常数为80），所以电容量增大。 湿敏电容外形 湿敏电容模块及传感器外形 （四）电容式接近开关 电容式接近开关外形 齐平式 全密封防水式 远距离式（大量程） 电容式接近开关在液位测量控制中的使用 电容式接近开关在物位测量控制中的使用演示 不同材料的非金属检测物对电容式接近开关动作距离的影响 再见 非齐平式 非齐平式安装时，传感器高于安装支架，易损坏。 2.恒流源供电 假设电桥两个支路的电阻相等 电桥的输出与电阻的变化量成正比，即与被测量成正比，当然也与电源电流成正比 ，不受温度影响 第二节 电容式传感器 电容式传感器是将被测物理量转换为电容变化的一种转换装置 一、基本工作原理与分类 + + + S ? l ε、S或l发生变化时，都会引起电容的变化。 可分为变极距型、变面积型和变介质型三类 + + + + + + 当动极板受被测物体作用引起位移时，改变了两极板之间的距离l，从而使电容量发生变化。 （一）变极距型电容式传感器 间距l0减少△l时，则电容量为 当 时，略去高次项 单一极距变化型电容式传感器的非线性误差为 传感器灵敏度 灵敏度与 成反比，极距越小，灵敏度越高。实际使用时，总是使初始极距l0尽量小些，以提高灵敏度，减小非线性误差，但这也带来了变极距式电容器的行程较小的缺点。 一般电容式传感器的起始电容在